[发明专利]一种短距离无线接入冲突的避让方法

说明书

技术领域

本发明属于信息控制调节领域，特别涉及一种短距离无线接入冲突的避让方法。

背景技术

短距离无线通信系统是指依靠无线通信技术可在最远达100米的有效范围内实现数据传输的解决方案。它与有线通信系统相比主要有成本低、移动方便、不用布线等优点，可以为移动用户提供各种服务，例如远程数据采集系统、远程信号监控系统、门禁系统的身份卡识别系统、高速公路不停车收费系统等。而方便、快捷的无线接入是进行无线网络互联的前提条件。因此怎样使多个移动的无线子站都能及时、顺利地与一个固定的无线接入主站建立通信连接而尽量少地产生冲突是无线通信技术在实际应用中需要解决的一个关键问题。

不同的短距离无线通信业务具有不同的应用特点，它们在无线接入的具体要求、需要传输的数据量等方面有很大的差异。其中有一类业务具有接入请求随机出现、数据量较小的特点，例如，运输管理部门的不停车收费系统、企业内部的无线物流管理系统、智能小区的无线抄表系统、传感器网络无线监控系统、野生动物监控系统、门禁处的身份识别登记系统等，在这些业务中，系统主要具有以下应用特征：

(1)子站必须与主站及时、正确地建立连接，双方握手的时间不能太长。如果子站在敏感区内滞留很长时间，那么直接影响了后继子站的进入。

(2)一次连接建立之后，子站与主站之间传输的数据量较少。因此如果等待接入的时间数十倍于有效数据的通信时间，那么系统的通信效率很低。

(3)子站的到来是随机的、断断续续的。

(4)因为短距离无线通信系统中使用的无线通信装置的发射功率有限，所以在100米的通信敏感区内同时出现的子站数量不会太多。

目前，解决无线接入冲突的机制主要分为两种：

第一种是基于竞争的接入方式：如802.11协议中采用的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)机制，通过测试天线口能量来评估接收信号的强度(RSSI)从而控制子站发送接入请求的时间，CSMA/CA还使用RTS，CTS，ACK等显式管理帧来减少冲突。

第二种是无竞争的接入方式：由无线接入主站来集中控制。如蓝牙协议中采用点对点的寻呼方式，一个微网中通过主单元对子单元的统一管理来避免竞争冲突。

基于竞争的接入方式需要较多的开销，从子站有接入请求时开始启动RSSI到它真正获得信道使用权需要较长的时间，并且子站获取信道发送数据的时间很随机，不能保证所有提出接入请求的子站均能及时与主站建立连接，所以在短距离的无线通信业务中并不适用；在传输大的数据报时，使用RTS、CTS等显式的管理帧能有效地减少因为冲突而引起的数据重传，但它们同时也加重了网络的负担，因此在数据量较小的业务中并不适用；在无竞争的接入方式中，点对点的寻呼能有效地避免多个子站的无线接入冲突，使每个子站都能与主站建立连接，但是这种方式要求主站在寻呼之前知道子站的确切从地址，并且主站发送一次广播消息最多只能与一个子站建立连接。在子站只是陆续出现并且出现的时间很随机的情况下，主站不能知道任意时刻出现在敏感区内的子站的确切从地址，因此它不能通过点对点的呼叫来集中控制子站的无线接入。

综上所述，本发明针对一类小数据量、子站随机出现的短距离无线通信业务，公开了一种解决多点无线接入冲突的方法。

发明内容

本发明基于无线跳频理论和TDMA的思想，针对一类小数据量、子站随机访问的短距离无线通信业务，提出了一种解决短距离无线接入冲突的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种短距离无线接入冲突的避让方法，其特征在于，包括：无线主站发送命令帧寻呼从地址的一部分筛选避让无线子站的接入，所述从地址的一部分是指最先体现无线子站从地址差异的最低几位站号。

所述的避让方法还包括：控制信道和数据信道，所述无线主站发送命令帧由控制信道专门发送，所述无线子站的数据由数据信道承载，所述无线子站在控制信道侦听到无线主站寻呼的命令帧时，跳到数据信道发送数据，而后转回控制信道接收无线主站发送的确认帧。

所述无线主站时钟为唯一系统时钟，无线子站调整自己的本地时钟与无线主站时钟同步。

所述的避让方法还包括以下步骤：

1)主站寻呼广播，子站进入敏感区，子站开始监听；

2)子站符合校验特征；

3)子站传送数据；

4)所有子站收到主站ACK信号，子站离开敏感区；

5)其他子站时隙计数器减1；

6)判断时隙计数器是否变为0，如果结果为否直接执行步骤8)；

7)该子站发送数据；